JP6108920B2 - プリズム設置補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、測量点までの距離などを測量する際に測量点（構造物など）に取り付けられて測量のターゲットとされる反射プリズム（以下、単にプリズムとも称する）を、測量機器に対して正対させる作業を補助するためのプリズム設置補助装置に関する。

従来、例えば、所謂トータルステーション（光波、レーザーなどの測量波を用いて測量点までの距離や角度などを計測する測量装置）などの測角測距儀（測量機器）を用いて橋脚や鉄道線路（またはその近傍）などの経時的変状計測を実施する場合、作業者は、その測量点にプリズム（反射鏡）を位置調整や角度調整が可能な設置治具などを介して取り付け固定する。

その際、測量誤差をできるだけ小さくするために、プリズムが測角測距儀（測量機器）の測量軸（測量波の軸）に対して正対するように、プリズムの位置調整及び角度調整を行うことが必要とされる。

このため、作業者（設置係員）は、目見当で測角測距儀（測量機器）に正対するように、設置治具を介してプリズムの位置調整や角度調整を行った後、測角測距儀（測量機器）を操作する係員と連絡し合い、測角測距儀（測量器）から見て、プリズムが正対しているかを確認しつつ、位置や角度を微調整するといった手順により、プリズムを測角測距儀（測量機器）の測量軸に対して正対させるようにしていた（図１０参照）。

特許第２５１９５３９号公報 特開２００２−３４０５５５号公報 特開平９−３２９４４１号公報

しかしながら、測量機器を設置する作業に人員が足りない場合、測量機器を操作する係員（測量機器係員）がいない状況も想定される。そのような場合は、係員が勘でプリズムの位置や角度を大まかに調整して設置したのち、測量機器まで移動し、自ら測量機器でプリズムを視準し、どのくらいズレを生じているかを確認する。その後、再びプリズムまで移動し、プリズムの位置や角度を再調整し、また測量機器まで移動してズレを確認するといった、熟練を要する作業であると共に、なかなかズレが縮小されない場合は、プリズムと測量機器の間を、一人の係員が何回も往復する必要があり、プリズムの設置作業に時間がかかり支障を来すおそれがあるといった事態も想定される。

また、このような人員の足りない状況でなくとも、以下のような場合には、プリズムの設置作業に時間がかかると共に、プリズムの位置や角度調整が困難で設置に支障を来すおそれがある。

すなわち、プリズムの設置係員は、プリズムの直後（背後）に自らの視線を置く姿勢（測量機器と自分との間にプリズムを置き、そのプリズムの背後から測量機器を覗くような姿勢）を取り、プリズムが測量機器に正しく正対するようにプリズムの位置や角度を調整する。そして、ある程度調整が済んでから、測量機器係員とプリズムの正対位置からのズレの調整についてのやり取りを行うことになるが、図１１に示すように、プリズムの直後（背後）に壁などの障害物がある場合には、設置係員はそこに視線を置くことができない。

従って、設置係員はプリズムの側方から経験と勘を頼りに、プリズムの位置や角度を調整して設置する必要があり、プリズムの設置作業に時間がかかると共に、プリズムの位置や角度調整が困難となって設置に支障を来すおそれがある。

ここで、例えば、特許文献１には、図１２に示したように、照明光源４２を備え反射プリズム自体が発光するように構成したコーナープリズム２が示されているが、このものは、測量機器側の係員がプリズムを発見し易くすると共に、視準を容易にすることが可能である。コーナープリズム２の後方に照明光源４２が配置され、暗い環境でも測量機器側からコーナープリズムを見つけ易く、反射プリズムの頂点を高精度に視準することができ、以って測量精度の向上に貢献可能である。

また、特許文献２には、図１３に示したように、一人の作業員で測量することができるようにするために、反射プリズム側にいる作業員は、移動側無線制御部２３からレーザー光Ｌにより指示される測量点に反射プリズムを設置しつつ、移動側無線制御部２３により測量機器１２を操作できるようにした測量機器が提案されている。

また、特許文献３には、図１４に示したように、反射プリズム側の一人の作業員での測量を可能にするために、反射プリズムに望遠鏡を付属させ、測量機器に視準を合わせて、正対させるようにしたものが提案されている。

しかしながら、特許文献１のものは、反射プリズムの直後（背後）に障害物がある場合には、従来同様に、プリズムの直後（背後）に自らの視線を置く姿勢をとることができず、設置係員はプリズムの側方から経験と勘を頼りに、プリズムの位置や角度を調整して設置する必要があり、プリズムの設置作業に時間がかかり、測量作業に支障を来すおそれがある。

特許文献２のものも、同様に、反射プリズムの直後（背後）に障害物がある場合には、設置係員はプリズムの側方から経験と勘を頼りに、プリズムの位置や角度を調整して設置する必要があり、プリズムの設置作業に時間がかかり、測量作業に支障を来すおそれがある。

更に、特許文献２のものでは、測量機器と、無線リモコン装置と、の距離が離れてしまうと、通信に支障が生じるおそれがある。

特許文献３のものは、望遠鏡を覗いて反射プリズムの位置や角度を調整するため、比較的精度良く反射プリズムを測量機器に対して正対させることができるが、望遠鏡を覗く必要があるため、反射プリズムの直後（背後）に障害物がある場合には、設置係員はプリズムの側方から経験と勘を頼りに、プリズムの位置や角度を調整して設置する必要があり、プリズムの設置作業に時間がかかり、測量作業に支障を来すおそれがある。

なお、特許文献１、特許文献３のものは、反射プリズム本体に何らかの装置を取り付ける構成であるため、構成が複雑化して高コスト化すると共に、重量が嵩みバランスを崩すおそれがあり（比較的簡単な冶具で保持するため、長時間の間、当初の調整位置に保持することができないおそれがある）、測量精度への影響が懸念される。

更に、計測点が増えれば、その数だけ、構成が複雑で高価な反射プリズムを準備する必要があるため、一層、高コスト化するおそれがある。

本発明は、かかる従来の実情に鑑みなされたもので、簡単かつ低コストな構成でありながら、作業者が少ない場合や、プリズムの背後等に作業者（プリズム設置者）が入り込むための十分なスペースがないような場合でも、作業者（プリズム設置者）の勘に頼ることなく、測量機器に対してプリズムを容易かつ精度良く正対させて設置することに貢献可能なプリズム設置補助装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るプリズム設置補助装置は、
測量機器から発せられる測量波を反射するプリズムを測量点に設置するためのプリズム設置補助装置であって、
測量点に少なくとも角度調整可能に設置されるプリズムの測量波の入射面側を着脱可能に収容する収容部と、
レーザー光源を備えると共に、プリズムとは反対側において前記収容部に接続されるレーザー発光部と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係るプリズム設置補助装置は、プリズムの設置の際に、前記収容部にプリズムの測量波の入射面側を収容させることによりプリズム設置補助装置をプリズムに装着すると共に、前記レーザー光源から可視レーザー光を発光させ、該可視レーザー光に基づいてプリズムを測量装置の測量波軸に対して正対させる作業に利用されることを特徴とすることができる。

本発明は、簡単かつ低コストな構成でありながら、作業者が少ない場合や、プリズムの背後等に作業者（プリズム設置者）が入り込むための十分なスペースがないような場合でも、作業者（プリズム設置者）の勘に頼ることなく、測量機器に対してプリズムを容易かつ精度良く正対させて設置することに貢献可能なプリズム設置補助装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るプリズム設置補助装置をプリズムに装着する様子を示す断面図（レーザー光軸と略直交する方向から見た図）である。 同上実施の形態に係るプリズム設置補助装置をプリズムに装着した状態を示す図（レーザー光軸に沿った方向から見た図）である。 同上実施の形態に係るプリズム設置補助装置をプリズムの入射面（正面）に当接させて装着した状態を示す断面図（レーザー光軸と略直交する方向から見た図）である。 同上実施の形態に係るプリズム設置補助装置の他の一例（Ｏ−リングを介して装着する場合の一例）をプリズムの入射面（正面）に当接させて装着した状態を示す断面図（レーザー光軸と略直交する方向から見た図）である。 図４のプリズム設置補助装置をプリズムに装着した状態を示す図（レーザー光軸に沿った方向から見た図）である。 同上実施の形態に係るプリズム設置補助装置の一実施品をプリズムに装着した状態を示す斜視図である。 図６のプリズム設置補助装置の一実施品をプリズムに装着した状態を示す側面図（レーザー光軸と略直交する方向から見た図）である。 図６のプリズム設置補助装置の一実施品をプリズムから取り外した状態を示す分解図（プリズム装着側から見た図）である。 図６のプリズム設置補助装置の一実施品をプリズムに装着した状態を示す図（プリズム装着側から見た図）である。 従来のプリズムの設置作業を説明するための図である。 背後に障害物がある状態でのプリズムの設置例を説明するための斜視図である。 従来（特許文献１）のプリズムの構成例を示す断面図である。 従来（特許文献２）のプリズムの設置例を示す図である。 従来（特許文献３）のプリズムの構成例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

本発明の一実施の形態においては、図１１に示したように、例えば、構造物等の測量点に取り付けられる角度調整用ブラケット１００に、プリズム（測量用反射プリズム）２００が取り付けられて利用される。

角度調整用ブラケット１００は、プリズム２００を、別の場所に設置されている測量機器に対して正対させることができるように、角度や位置などの調整が可能に構成されている。

具体的には、図１に示すように、角度調整用ブラケット１００は、構造物等に取り付けられるプレート１０１と、該プレート１０１に立設されるボルト１０２等の揺動中心軸（枢軸）廻りに回転位置調整可能な第１ブラケット１０３と、該第１ブラケット１０３に対してボルト１０４等の揺動中心軸（枢軸）廻りに回転位置調整可能な第２ブラケット１０５と、を含んで構成されている。

プリズム２００は、ネジ部２０１を、第２ブラケット１０５に設けられているネジ付き孔１０６に螺合することで、第２ブラケット１０５ひいては角度調整用ブラケット１００に取り付けられるようになっている。なお、図１は、プリズム２００を角度調整用ブラケット１００に装着（螺合）する前の状態を示している。

このような複数の揺動（枢動）可能な箇所（関節）を設け、その取り付け角度を適宜に調整してその位置に固定（例えば締結等）することで、プリズム２００を測量機器に対して正対させることが可能となっている。なお、構造物等に取り付けられるプレート１０１の取り付け穴１０１Ａを長穴や十字形状穴などとすることで（或は磁石等により装着位置を適宜に変更することなどにより）、垂直方向の位置調整や水平方向の位置調整を可能とすることができる。

ここでは、複数の揺動（枢動）可能な箇所を設けたが、これに限らず、例えば、ボールジョイントなどを利用して、その取り付け角度を３次元で適宜に調整可能とし、プリズム２００を測量機器に対して正対させるような構成とすることもできる。

このようにして、角度調整用ブラケット１００を介して、構造物等の測量点に対して取り付け角度を調整可能に取り付けられたプリズム２００を、測量機器に対して容易に正対させることができるように、本実施の形態では、プリズム設置補助装置３００を利用する。

すなわち、本実施の形態に係るプリズム設置補助装置３００は、プリズム２００を測量機器に対して容易かつ正確に正対させることができるように、角度調整用ブラケット１００の角度調整作業を補助するものである。

図１に示すように、本実施の形態に係るプリズム設置補助装置３００は、プリズム２００の入射面（正面）２００Ａ（光等が入射し内部で屈折して出射される面）を収容可能な内幅を有する有底状の円筒部３０１と、該円筒部３０１の底部３０１Ｂの先端側３０１Ｃ（プリズム２００の収容部３０１Ａの反対側）に連接されて前記円筒部３０１と同軸的に延在されるレーザー発光部３１０と、を含んで構成されている。

ここで、本実施の形態に係る円筒部３０１は、本発明に係る収容部に相当し、該収容部は円筒形状に限定されるものではなく、プリズム２００の入射面２００Ａ側を収容可能な収容部であれば、その形状は特に限定されるものではない。

前記レーザー発光部３１０には、レーザー光源３１１が収容されていると共に、該レーザー光源３１１に電力を供給する電源部３１２が前記レーザー発光部３１０の付近に取り付けられている。電源部３１２は、乾電池、ボタン電池などの入手容易な電池などで構成することができ、前記レーザー発光部３１０の内部に収容した構成とすることも可能である。

なお、レーザー光源３１１としては、構成が簡略で、小型・軽量であると共に、入手容易で低コストなレーザーポインターなどを利用することができる。

前記電源部３１２と、前記レーザー光源３１１と、は電気的に接続されているが、その間には該接続を接続・切断切り替え可能なオンオフスイッチ３１３が備えられている。

プリズム２００の設置者（作業者）は、このオンオフスイッチ３１３をマニュアル操作によってオンオフを切り換えることで、前記レーザー光源３１１に通電して可視レーザー光を発光状態に維持する電源オン状態と、前記レーザー光源３１１を非通電として可視レーザー光を発光させない状態に維持する電源オフ状態と、を切り換えることができるように構成されている。

ここで、本実施の形態において、前記円筒部３０１は、収容部３０１Ａの周方向に３か所設けられている取付ボルト３０１Ｅを含んで構成され、これら３か所の取付ボルト３０１Ｅの先端のプリズム２００側への突出量を調整することで、プリズム２００の入射面２００Ａ側を収容している収容部３０１Ａの中心軸３０１Ｘ（レーザー発光部３１０の中心軸３１０Ｘ）と、プリズム２００の中心軸２００Ｘと、を略一致させるようにしながら、プリズム２００の外側に、収容部３０１Ａひいては円筒部３０１を固定することができるように構成されている（図２、図８、図９等参照）。

更に、プリズム２００の外側に収容部３０１Ａを固定するときに、前記円筒部３０１の底部３０１Ｂの内側底面３０１Ｄ（後端側底面；プリズム２００側の底面）に、プリズム２００の入射面２００Ａを突き当てて接触させることで、プリズム２００の中心軸２００Ｘと、円筒部３０１の中心軸３０１Ｘと、が略平行となるように設置することができるようになっている（図３参照）。

なお、円筒部３０１の中心軸３０１Ｘ（レーザー発光部３１０の中心軸３１０Ｘ）と、レーザー光源３１１から出射される可視レーザー光の光軸と、は略一致している。図１の芋ネジ３１４（周方向に数箇所設置）のレーザー光源３１１側への突出量を調整することで、レーザー光源３１１から出射される可視レーザー光の光軸の調整（平行移動）可能に構成することもできる。

すなわち、本実施の形態においては、前記円筒部３０１の円筒中心軸３０１Ｘ（レーザー発光部３１０の中心軸３１０Ｘひいてはレーザー光源３１１から出射される可視レーザー光の光軸）と、プリズム２００の中心軸２００Ｘと、が略一致するように、プリズム２００に、円筒部３０１ひいてはプリズム設置補助装置３００が着脱可能に取り付けられるようになっている。

このような構成を備えたプリズム設置補助装置３００を利用して、本実施の形態では、以下のようにして、プリズム２００を測量機器に対して正対させて設置する。なお、図６〜図９に、本実施の形態にプリズム設置補助装置３００の具体的な実施品の一例を示しておく。

まず、ステップ１にて、作業者（設置係員）は、プリズム２００を測量点に設置する。具体的には、プリズム２００のネジ部２０１を、第２ブラケット１０５に設けられているネジ付き孔１０６に螺合することで、プリズム２００を、構造物等の測量点に設置されている角度調整用ブラケット１００に取り付ける（図１１参照）。角度調整用ブラケット１００は、測量点となる構造物等に磁石、ボルト締結、両面テープや接着剤等により取り付けることができる。

ステップ２では、プリズム２００の入射面２００Ａ側に、プリズム設置補助装置３００を装着する。このとき、作業者（設置係員）は、「円筒部３０１の底部３０１Ｂの内側底面３０１Ｄにプリズム２００の入射面２００Ａを突き当てて接触させることで、プリズム２００の中心軸２００Ｘと、円筒部３０１の中心軸３０１Ｘと、が略平行となるように」（図３参照）、かつ、「プリズム２００の入射面２００Ａ側を収容している収容部３０１Ａの中心軸３０１Ｘと、プリズム２００の中心軸２００Ｘと、を略一致させるように」（図２参照）、３か所の取付ボルト３０１Ｅの先端のプリズム２００側への突出量を調整して、プリズム２００の外側に、収容部３０１Ａひいては円筒部３０１を装着（固定）する。

すなわち、作業者（設置係員）は、前記円筒部３０１の中心軸３０１Ｘ（レーザー発光部３１０の中心軸３１０Ｘひいてはレーザー光源３１１から出射される可視レーザー光の光軸）と、プリズム２００の中心軸２００Ｘと、が略一致するように、プリズム２００に、プリズム設置補助装置３００を装着する（図１、図６参照）。

続くステップ３では、作業者（設置係員）は、オンオフスイッチ３１３をマニュアル操作によってオンして、レーザー発光部３１０のレーザー光源３１１から可視レーザー光を出射させる。

続くステップ４では、作業者（設置係員）は、レーザー光源３１１からの可視レーザー光の光軸を見ながら、離れたところにある測量機器を可視レーザー光が照射するように、プリズム設置補助装置３００（ひいてはプリズム２００）の構造物に対する取り付け角度や位置を角度調整用ブラケット１００を介して調整する。

続くステップ５では、作業者（設置係員）は、離れたところにある測量機器を可視レーザー光が照射するように調整できたら、角度調整用ブラケット１００の角度や位置の調整用の揺動部分（枢動部分）をボルト締結等によりしっかりと固定する。

その後、ステップ６では、作業者（設置係員）は、オンオフスイッチ３１３をマニュアル操作によってオフして、レーザー発光部３１０のレーザー光源３１１からの可視レーザー光の出射を停止すると共に、３か所の取付ボルト３０１Ｅを緩めて、プリズム２００からプリズム設置補助装置３００を取り外す。

この状態で、作業者（測量機器側係員）は、測量機器からプリズム２００を視準し、プリズム２００が測量機器の測量軸（測量波の軸）に対して正対していることを確認し、正対していれば測量に移行したり、別のプリズムの設置に移行する。正対していない場合には、プリズム２００の位置や角度の微調整を行う。或いは再度、プリズム設置補助装置３００を装着して上記ステップを繰り返す。

このように、本実施の形態では、作業者（設置係員）は、プリズム２００を測量機器の測量軸に対して正対させて設置する際に、プリズム２００の中心軸（測量用の光波やレーザーの入射軸）と略一致する方向に可視レーザー光を出射して、この可視レーザー光を頼りに、この可視レーザー光の光軸（すなわちプリズム２００）が測量機器の測量軸に対して正対するように調整することができるので、勘に頼ることなく（熟練を要することなく）、迅速で、簡単かつ正確に、プリズム２００を測量機器の測量軸に対して正対させて設置することができる。

特に、本実施の形態に係るプリズム設置補助装置３００を用いると、作業者が不足している場合や、図１１に示したように、プリズムの直後（背後）に壁などの障害物がある場合のようにプリズムの直後（背後）に作業者がその視線を置く姿勢（測量機器と自分との間にプリズムを置き、そのプリズムの背後から測量機器を覗くような姿勢）を取ることができない場合でも、プリズム２００の側方から、可視レーザー光を頼りに、プリズム２００を測量機器の測量軸に対して正対するように調整することができるので、従来のように勘に頼ることなく（熟練を要することなく）、迅速で、簡単かつ正確に、プリズム２００を測量機器の測量軸に対して正対させて設置することができる。

すなわち、本実施の形態によれば、従来のように、作業者（設置者）はプリズムの側方から経験と勘を頼りにプリズムの位置や角度を調整して設置する必要がなく、プリズムの設置作業に時間がかかると共に、プリズムの位置や角度調整が困難となって設置に支障を来すといったおそれを解消することできる。

また、プリズム２００に対して着脱可能な構成であるため、すべてのプリズム２００毎にプリズム設置補助装置３００を備える必要がなく、一つのプリズム設置補助装置３００を複数のプリズム２００に対して使い回すことができるので、コストも低く抑えることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、作業者が少ない場合や、プリズムの背後等に作業者（プリズム設置者）が入り込むための十分なスペースがないような場合でも、作業者の勘に頼ることなく（熟練を要することなく）、測量機器に対してプリズムを容易かつ精度良く正対させて設置することに貢献可能なプリズム設置補助装置を提供することができる。

なお、上述した本実施の形態では、円筒部３０１の収容部３０１Ａの周方向に３か所設けられている取付ボルト３０１Ｅの先端のプリズム２００側への突出量を調整することで、プリズム２００の入射面２００Ａ側を収容している収容部３０１Ａの中心軸３０１Ｘと、プリズム２００の中心軸２００Ｘと、を略一致させるようにしながら、プリズム２００の外側に、プリズム設置補助装置３００を着脱可能に装着する構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図４、図５に示すように、円筒部３０１の収容部３０１Ａの内側に設けたゴム等の弾性部材（例えば、Ｏ−リング）４００の弾性を利用して、プリズム２００の周囲を弾性付勢することにより、プリズム２００の入射面２００Ａ側を収容している収容部３０１Ａの中心３０１Ｘと、プリズム２００の中心２００Ｘと、を略一致（調心）させながら、プリズム２００の外側に、収容部３０１Ａひいては円筒部３０１を着脱可能に装着する構成とすることもできる。なお、弾性部材４００は、板バネを利用したり、コイル状のバネを円環状に設置したものなどを利用することもできる。

但し、円筒部３０１の収容部３０１Ａの周方向に３か所設けられている取付ボルト３０１Ｅの先端のプリズム２００側への突出量を調整して、プリズム２００の外側に、プリズム設置補助装置３００を着脱可能に装着するように構成した場合には、プリズム２００の仕様違い（外径サイズ、外形形状などの相違）などに対応して、突出量を調整することで、このような仕様違いをある程度吸収することができるので、自由度高くプリズムの外側にプリズム設置補助装置３００を着脱可能に装着することができるといった利点がある。

本実施の形態に係るプリズム設置補助装置３００において利用されるレーザー光源３１１は、緑色の可視光レーザーを出射する構成とすることができるが、その他の青色、赤色の可視レーザー光とすることができる。但し、緑色の場合は、比視感度が高く、昼間の屋外などにおいても視認性に優れるといった特性があり、屋外での作業における利用頻度が比較的高い本実施の形態に係るプリズム設置補助装置３００においては、緑色のレーザー光は好適である。

以上で説明した本発明に係る実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。

１００ 角度調整用ブラケット
２００ プリズム（測量用反射プリズム）
２００Ａ 入射面（正面）
２００Ｘ 中心軸
２０１ ネジ部
３００ プリズム設置補助装置
３０１ 円筒部
３０１Ａ 収容部
３０１Ｂ 底部
３０１Ｄ 内側底面
３０１Ｅ 取付ボルト
３０１Ｘ 中心軸
３１０ レーザー発光部
３１０Ｘ 中心軸
３１１ レーザー光源
３１２ 電源部
３１３ オンオフスイッチ
４００ Ｏ−リング（弾性要素）

Claims (2)

1. 測量機器から発せられる測量波を反射するプリズムを測量点に設置するためのプリズム設置補助装置であって、
   測量点に少なくとも角度調整可能に設置されるプリズムの測量波の入射面側を着脱可能に収容する収容部と、
   レーザー光源を備えると共に、プリズムとは反対側において前記収容部に接続されるレーザー発光部と、
   を備えたことを特徴とするプリズム設置補助装置。
2. プリズムの設置の際に、前記収容部にプリズムの測量波の入射面側を収容させることによりプリズム設置補助装置をプリズムに装着すると共に、前記レーザー光源から可視レーザー光を発光させ、該可視レーザー光に基づいてプリズムを測量装置の測量波軸に対して正対させる作業に利用されることを特徴とする請求項１に記載のプリズム設置補助装置。